RU2013100588A

RU2013100588A - Фотополимеризующаяся композиция для одностадийного получения полимерного нанопористого материала с гидрофобной поверхностью пор, нанопористый полимерный материал с селективными сорбирующими свойствами, способ его получения, способ одностадийного формирования на его основе водоотделяющих фильтрующих элементов и способ очистки органических жидкостей от воды

Info

Publication number: RU2013100588A
Application number: RU2013100588/04A
Authority: RU
Inventors: Сергей Артурович Чесноков; Сергей Николаевич Менсов; Глеб Арсентьевич Абакумов; Роман Сергеевич Ковылин; Максим Александрович Батенькин; Татьяна Ивановна Куликова; Алексей Николаевич Конев; Юрий Владимирович Чечет
Priority date: 2013-01-09
Filing date: 2013-01-09
Publication date: 2014-07-20
Also published as: RU2525908C1

Abstract

1. Фотополимеризующаяся композиция для одностадийного получения пористого материала с функционализированной поверхностью пор, содержащая олигоэфиракрилат, светочувствительный компонент, в качестве которого используют 1,1,7-триметилбицикло[2.2.1]гептан-2,3-дион (камфорхинон), или орто-хинон, или их смесь, восстанавливающий агент, например, амин, функционализирующий мономер винилового ряда, отверждающийся по радикальному механизму, менее реакционноспособный по сравнению с олигоэфиракрилатом и образующий гидрофобный полимер, и неполимеризационноспособный компонент, растворяющий мономеры композиции и ограниченно совместимый с конечный полимером, при этом композиция содержит:олигоэфиракрилат - в количестве, необходимом для образования монолитного пористого полимера, полимерная матрица которого имеет трехмерную структуру;светочувствительный компонент - в количестве, необходимом для фотоинициирования реакции полимеризации мономеров;восстанавливающий агент - в количестве необходимом для фотовосстановления светочувствительного компонента;функционализирующий мономер - в количестве, необходимом для выделения его в процессе полимеризации из полимерной сетки на поверхность пор с образованием на ней гидрофобного полимерного слоя;неполимеризационноспособный компонент - в количестве, необходимом для его выхода в гетерофазу с полимером, образующимся в ходе фотополимеризации из олгиэфиракрилата.2. Фотополимеризующаяся композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве олигоэфиракрилата она содержит диметакриловые или диакриловые эфиры полиэтиленгликолей, например, диметакрилат триэтиленгликоля, или диа�

Claims

1. Фотополимеризующаяся композиция для одностадийного получения пористого материала с функционализированной поверхностью пор, содержащая олигоэфиракрилат, светочувствительный компонент, в качестве которого используют 1,1,7-триметилбицикло[2.2.1]гептан-2,3-дион (камфорхинон), или орто-хинон, или их смесь, восстанавливающий агент, например, амин, функционализирующий мономер винилового ряда, отверждающийся по радикальному механизму, менее реакционноспособный по сравнению с олигоэфиракрилатом и образующий гидрофобный полимер, и неполимеризационноспособный компонент, растворяющий мономеры композиции и ограниченно совместимый с конечный полимером, при этом композиция содержит:

олигоэфиракрилат - в количестве, необходимом для образования монолитного пористого полимера, полимерная матрица которого имеет трехмерную структуру;

светочувствительный компонент - в количестве, необходимом для фотоинициирования реакции полимеризации мономеров;

восстанавливающий агент - в количестве необходимом для фотовосстановления светочувствительного компонента;

функционализирующий мономер - в количестве, необходимом для выделения его в процессе полимеризации из полимерной сетки на поверхность пор с образованием на ней гидрофобного полимерного слоя;

неполимеризационноспособный компонент - в количестве, необходимом для его выхода в гетерофазу с полимером, образующимся в ходе фотополимеризации из олгиэфиракрилата.

2. Фотополимеризующаяся композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве олигоэфиракрилата она содержит диметакриловые или диакриловые эфиры полиэтиленгликолей, например, диметакрилат триэтиленгликоля, или диакрилат триэтиленгликоля, или карбонатдиметакрилаты, например, α,ω-бис-(метакрилоилоксиэтилен-оксикарбонилокси)этиленоксиэтилен (ОКМ-2), или диметакрилаты на основе эфиров фталевой кислоты, например, α-метакрилоил-ω-метакрилоил-диэтиленгликольокси-олиг(диэтиленгликольфталат) (МДФ-2), или их смесь.

3. Фотополимеризующаяся композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве орто-хинона она содержит орто-бензохиноны формулы:

,

где R₁=H, alkyl C₃, alkyl C₄, alkyl C₆, Cl, Br, NO₂; R₂=H, alkyl C₁-C₄, alkyl C₆, Ph, MeO, F, Cl, Br, NO₂, CN; R₃=H, F, Cl; R₄=H, alkyl C₃, alkyl C₄, alkyl C₆.

4. Композиция по п.3, отличающаяся тем, что в качестве орто-бензохинонов она содержит орто-бензохиноны формулы

,

где R₁=H,t-Bu; R₂=H, MeO; R₃=H, MeO; R₄=H, t-Bu.

5. Композиция по п.2, отличающаяся тем, что в качестве орто-хинона она содержит оксантренхинон формулы

или производное тетрагидронафтохинона формулы:

или их смесь.

6. Фотополимеризующаяся композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве восстанавливающего агента она содержит амины, например, в качестве алифатического диметил-изо-пропаноламин, а в качестве ароматического - например, N,N-диметиланилин.

7. Фотополимеризующаяся композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве функционализирующего мономера она содержит мономеры с гидрофобными группами, например, фторсодержащие (мет)акриловые мономеры, например, 1,1,5-тригидрооктафторамилакрилат, или 1,1,5-тригидрооктафторамилакрилат или высшие алкил(мет)акрилаты, например, изодецилметакрилат, или 2-этилгексилакрилат, или их смесь.

8. Фотополимеризующаяся композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве неполимеризационноспособного компонента она содержит органический растворитель, например, метанол, или четыреххлористый углерод, или динониловый эфир фталевой кислоты, или их смесь.

9. Способ одностадийного получения пористого полимерного материала с гидрофобной поверхностью пор, включающий смешение компонентов фотополимеризующейся композиции по пп.1-8, помещение композиции в полость формы, по крайней мере одна сторона которой прозрачна к актиничному излучению, облучение композиции через прозрачную поверхность формы актиничным излучением, имеющим спектральную плотность излучения в диапазоне 350-650 с интенсивностью и за время, которые необходимы для формирования пористого полимерного материала, извлечение полученного материала из формы, промывание его в органическом легко летучем растворителе с последующей его откачкой.

10. Способ одностадийного получения пористого полимерного водоотделяющего фильтрующего элемента с заданной геометрией, включающий смешение компонентов фотополимеризующейся композиции по пп.1-8, помещение композиции в полость формы, задающей геометрию изделия, по крайней мере одна сторона которой прозрачна к актиничному излучению, облучение композиции через прозрачную поверхность формы актиничным излучением, имеющим спектральную плотность излучения в диапазоне 350-650 нм с интенсивностью и за время, которые необходимы для формирования пористого полимерного материала, извлечение полученного изделия из формы, промывание его в органическом легко летучем растворителе с последующей его откачкой.

11. Способ одностадийного получения пористого полимерного водоотделяющего фильтрующего элемента с заданной геометрией и повышенной механической прочностью, включающий смешение компонентов фотополимеризующейся композиции по пп.1-8, помещение композиции в полость формы, задающей геометрию изделия, при этом одна сторона формы прозрачна к актиничному излучению, в форму также помещают армирующий элемент, в качестве которого используют, например, металлическую сетку, после чего композицию облучают через прозрачную поверхность формы актиничным излучением, имеющим спектральную плотность излучения в диапазоне 350-650 нм с интенсивностью и за время, которые необходимы для формирования пористого полимерного материала, затем полученное изделие извлекают из формы, промывают в органическом легко летучем растворителе с последующей его откачкой.

12. Пористый полимерный материал, обладающий способностью к селективной сорбции по отношению к водно-органическим смесям, полученный по п.9, содержит полимерную трехмерную матрицу, в которой однородно распределены связанные открытые поры субмикронного размера (сотни нанометров), имеющие функционализированную поверхность.

13. Пористый полимерный водоотделяющий фильтрующий элемент, обладающий способностью к селективной сорбции по отношению к водно-органическим смесям, полученный по п.10, содержит пористый полимерный материал по п.12, и имеет геометрию, заданную формой в процессе его изготовления.

14. Пористый полимерный водоотделяющий фильтрующий элемент, обладающий способностью к селективной сорбции компонентов водноорганической смеси, полученный по п.11, содержит пористый полимерный материал по п.12, армирующие элементы, расположенные в его объеме, и имеет геометрию, заданную формой в процессе его изготовления.

15. Способ очистки органических жидкостей от воды, характеризующийся помещением разделяемой смеси органической жидкости и воды под давлением с одной стороны водоотделяющего фильтрующего элемента по п.13 или 14 и прохождением сквозь водоотделяющий фильтрующий элемент органической составляющей смеси.